Какова жёсткость пружины, которая висит вертикально, если её длина увеличилась с 11 см до 16 см под воздействием груза массой 200 г? (Принимаем ускорение свободного падения g равным 10 Н/кг)
Физика5 классЗаконы упругостижесткость пружиныпружинафизиказакон Гукамасса грузаускорение свободного паденияувеличение длины пружины
Чтобы найти жёсткость пружины, нам нужно использовать закон Гука, который говорит, что сила, действующая на пружину, пропорциональна её деформации. Формула выглядит так:
F = k * x
Где:
Теперь давайте вычислим необходимые значения шаг за шагом:
Сила, действующая на пружину, равна весу груза. Вес можно вычислить по формуле:
F = m * g
Где:
Масса груза у нас равна 200 г, что соответствует 0.2 кг. Ускорение свободного падения g мы принимаем равным 10 Н/кг. Подставим значения:
F = 0.2 кг * 10 Н/кг = 2 Н
Деформация пружины x равна разнице между начальной длиной и длиной под нагрузкой. Начальная длина пружины 11 см, а длина под нагрузкой 16 см. Переведем сантиметры в метры:
11 см = 0.11 м и 16 см = 0.16 м.
Теперь вычислим деформацию:
x = 0.16 м - 0.11 м = 0.05 мПодставим значения силы и деформации в формулу закона Гука:
2 Н = k * 0.05 м
Чтобы найти k, нужно выразить его:
k = 2 Н / 0.05 м = 40 Н/мОтвет: Жёсткость пружины составляет 40 Н/м.